プレロードによる軟弱地盤の膨張および再圧密特性に関する研究

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650513
• Research Institution: Kanazawa Institute of Technology
• Principal Investigator: 外崎 明 金沢工業大学, 工学部, 教授 (20139752)
• Keywords: プレロード / 異方圧密 / K_0圧密 / 二次圧密 / ダイレイタンシー / 粘土 / 3軸試験 / 膨張

Research Abstract

プレローディング工法は、軟弱地盤の圧密沈下の促進と長期沈下の軽減効果などが期待される。日本道路公団北陸自動車道の事例では、長期沈下を軽減するため軟弱地盤道路上道路盛土の一部を撤去し、軽量発泡スチロールに置き換える一種のサーチャージ工法を採用している。しかし、道路盛土の一部を撤去しても地盤の隆起や負の間隙水圧は観測されなかった。道路公団は盛土荷重除荷に伴う軟弱地盤の挙動をどのように解釈するか?論文の公募を募った。道路盛土におけるプレロード載荷・除荷後の軟弱地盤の挙動を的確に予測するためには、異方圧密粘土の載荷・除荷時の変形挙動を明らかにする必要がある。本研究は、まず、この工法の基本であるプレロード期間を考えるため、道路盛土を想定した異方圧密試験を行い、プレロード載荷による異方圧密特性とK_0圧密試験結果との比較を検討した。その結果、(1)異方圧密時の応力比K(σ_3/σ_1)が減少するにしたがいK_0圧密と比較して体積ひずみ量は減少、軸ひずみは増加する。すなわち、異方圧密を受ける道路盛土の場合、プレロード荷重を所定の圧密度に到達する前に除去する危険性を示した。(2)長期沈下の要因である二次圧密は、軸ひずみで定義した二次圧密速度は、体積ひずみならびにK_0圧密時の二次圧密速度より大きい。次にプレロードによる異方圧密履歴の異なる条件より除荷試験を行い、(3)異方圧密によりK_0条件と比較してKの小さいものほど膨張量は減少する傾向した。また、(4)平均主応力一定除荷試験より除荷時のダイレイタンシー係数は載荷時の約1/3〜1/4であった。さらに平面ひずみ三軸試験により同様な実験を行い、検証したところほぼ同様な結果が得られた。神田試験盛土および北陸自動車道の現場データを用い、プレロードを想定したFEM解析を行い考察と検証を行った。

Research Products

• [Publications] 和泉聡,白子博明,外崎明: "異方圧密粘土の二次圧密"第35回地盤工学会研究発表会(地盤工学会). I. 699-700 (2000)
• [Publications] 寒河江健也,外崎明,赤石勝: "異方降伏関数と非排水挙動"第55回年次学術講演会講演概要集(土木学会). III. A-65 (2000)
• [Publications] 白子博明,外崎明,赤石勝: "擬似過圧密粘土の体積変化"第55回年次学術講演会講演概要集(土木学会). III. A-167 (2000)